Verfahren & Technologien W3D-TECH-17 ISO/ASTM 52900 Validiert

Metall-FFF / FDM: Filamentbasierter Metall-3D-Druck

Metall-FFF/FDM (Desktop Metal, Markforged, UltiMaker): Metallpulver-Filamente, Drucken auf Standard-Extrudern, katalytisches Entbindern, Sintern und Kostenvergleich.

Stand: 2026-03-24 Lesezeit: 8 min Fachredaktion Additive Fertigung
Executive Summary & Technische Kernaussagen Normativer Status: Valide

Metall-FFF (Fused Filament Fabrication / MEX-M nach ISO/ASTM 52900) demokratisiert den metallischen 3D-Druck für Konstruktionsbüros und Werkzeugbauten. Hochgefüllte Kunststofffilamente oder Granulate (bestehend aus ca. 60 Vol.-% Metallpulver und 40 Vol.-% thermoplastischem Bindemittel) werden auf geschlossenen Desktop-Druckern extrudiert. Die Grünlinge werden anschließend entbindert und im Vakuumofen gesintert. Das Verfahren kommt ohne gefährliche Pulverexposition aus und senkt die Investitionskosten um bis zu 85 % gegenüber LPBF-Maschinen.

  • Einstieg in den Metall-3D-Druck ohne Pulverhandling, Atemschutzmasken oder ATEX-Infrastruktur.
  • Investitionskosten ab ca. 15.000 € für offene Systeme bis 150.000 € für industrielle Gesamtlösungen.
  • Erreicht nach dem Sintern relative Dichten von 96 bis 98.5 % bei Werkzeugen und Prototypen.
Metallanteil Filament
~80 - 90 Gew.-%
Sinterdichte
96 - 98.5 %
Schrumpfung
14 - 18 %
Investition Hardware
ab 15.000 €

Technische Kennwerte & Verfahrensvergleich

ISO/ASTM 52900
Kriterium Metall-FFF (z. B. BASF Ultrafuse) LPBF Pulverbett Metal Binder Jetting
Druckprozess Filamentextrusion (Düse) Faserlaser im Pulverbett Binder-Eindüsung
Sicherheit / PPE Standard-Büroumgebung Reinraum / ATEX / Atemschutz Pulverabsaugung nötig
Entbindern / Sintern Obligatorisch (chemisch/thermisch) Nicht erforderlich Obligatorisch (Sinterofen)
Oberflächengüte (Ra) 8 - 16 µm (Raupenstruktur) 6 - 12 µm 5 - 10 µm
Typische Anwendungen Funktionsprototypen, Vorrichtungen Hochbelastete Serienbauteile Mittel- & Großserienteile
01

Filament-Chemie und Extrusionsbedingungen

Das Filament (z. B. BASF Ultrafuse 316L oder 17-4 PH) besteht aus fein dispergiertem Metallpulver in einer Polyoxymethylen- (POM) oder Wachsmatrix. Gehärtete Düsen (z. B. aus Rubinspitze oder gehärtetem Stahl) sind zwingend erforderlich, da die Metallpartikel Messingdüsen innerhalb weniger Betriebsstunden abrasiv aufweiten. Beheizte Bauräume und Direktextruder sichern reproduzierbaren Vorschub.

02

Entbinderung und Schrumpfungsausgleich

Die Entbinderung erfolgt häufig katalytisch in gasförmiger Salpetersäure (HNO3) bei ca. 120 °C, wodurch das POM-Polymer rasch depolymerisiert. Der verbleibende poröse Verbund (Braunteil) wird im Hochtemperaturofen bei bis zu 1.380 °C gesintert. Durch Diffusionsprozesse schrumpft das Bauteil gleichmäßig um ca. 16 % in X/Y und 18 % in Z-Richtung.

03

Einsatzpotenziale im Vorrichtungs- und Prototypenbau

In der Betriebsinstandhaltung und Vorrichtungsfertigung müssen Greiferbacken, Schweißvorrichtungen und Montagelehren oft kurzfristig verfügbar sein. Metall-FFF erlaubt die werkzeuglose Fertigung aus verschleißfestem 17-4 PH oder Werkzeugstahl direkt im Entwicklungsbüro über Nacht.

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Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Muss man zwingend einen eigenen Sinterofen anschaffen?
Nein. Viele Filamenthersteller und Dienstleister bieten Sinter-Gutscheine (Debound & Sinter as a Service) an: Der Kunde druckt den Grünling und sendet ihn zum externen Entbindern und Sintern ein.
Können Vollkörper gedruckt werden?
Große massive Wandstärken über 15 mm sollten vermieden werden, da das Bindemittel im Ofenkern nur schwer entweichen kann und Risse verursachen könnte. Stattdessen werden Bauteile mit internen Wabenstrukturen (Infill 40 - 70 %) gedruckt.
Wie ist die Festigkeit im Vergleich zu Vollmaterial?
Gesinterte FFF-Teile erreichen etwa 85 bis 95 % der Zugfestigkeit und Dehnung von gewalztem Material, was für Vorrichtungen und Prototypen vollkommen ausreichend ist.

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